Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Verbesserung der Teigstruktur von Roggenteigen mittels Anwendung von Hochleistungs-Ultraschall während der Misch- und Knetphase

Bei der Herstellung von Backwaren aus nicht oder unzureichend gesäuerten Roggenteigen werden vielfach unerwünschte Phänomene (geringere Elastizität des Teiges, geringeres Blasenbindungsvermögen) beobachtet, die zu einer schlechteren Backfähigkeit führen. Diese äußern sich später im Endprodukt durch eine nicht elastische Krume, eine inhomogene Blasenverteilung im Brotlaib oder eine ungenügende Schnittfähigkeit. Um diesem Phänomen entgegenzuwirken, werden Teigen in der Praxis Enzyme zugegeben, was aber für die Backwarenhersteller den Verzicht auf Qualitätssiegel, wie „Bio“ oder „Demeter“, beinhaltet.

Eine Alternative zur enzymatischen Behandlung von Teigen verspricht die Anwendung von Hochleistungsultraschall. Ziel des Vorhabens ist es deshalb zu untersuchen, inwieweit durch Ultraschalltechnik die Wasseraufnahme und Quellung der Stärke und der Proteine verbessert und dadurch die Teigstruktur ohne Enzymadditive gestärkt werden kann.

Insbesondere KMU bedienen den stetig wachsenden Markt an Bioprodukten. Auf Basis der Ergebnisse könnten KMU Teigeigenschaften für Waren aus Roggenmehl oder Roggen-/Weizenmehlmischungen künftig auf mechanische Weise technologisch beeinflussen, und durch den Verzicht auf eine Enzymzugabe Qualitätssiegel für Bioprodukte nutzen.

Ergebniszusammenfassung:

Für die Bewertung der Brote werden die Parameter Volumen, Gewicht und Porengrößenverteilung, die als Flächenverhältnis analysiert wird, untersucht. Es ergeben sich zwar Änderungen in Gewicht und Volumen, allerdings sind diese so gering und unregelmäßig, dass diese nicht auf einen systematischen Einfluss des Ultraschalls schließen lassen, sondern nur natürliche Schwankungen wiederspiegeln. Das Flächenverhältnis ändert sich jedoch für einige Versuche signifikant. Den größten Effekt hat hierbei mit einer Vergrößerung des Flächenverhältnisses auf 0,92 (Steigerung um 13 %) die Anwendung von Ultraschall mit einer Frequenz von 2 MHz bei einer Leistung von 30 W auf Teig mit einem Roggenmehlanteil von 70 %. Die Ultraschalleistung ist hierbei nicht der entscheidende Faktor, da bei Leistungen von 30 W und 300 W sehr ähnliche Ergebnisse erzielt werden. Versuche mit Frequenzen bis 235 kHz oder mit einer Behandlung des Sauerteiges erweisen sich als weniger erfolgreich bis hin zu kontraproduktiven Effekten. Lediglich Versuche mit einer Stabsonotrode im Spiralkneter ergaben ähnlich bedeutende Verbesserungen.

Aus dem Projekt geht eine detaillierte Betrachtung der Roggenteigoptimierung seitens des Pentosanabbaus durch Hochleistungs-Ultraschall hervor. Zum einen wird dadurch die Machbarkeit des rein mechanischen Abbaus untersucht, der den KMU einen Enzymzusatz oder eine genauere Beobachtung der Roggenmehlzusammensetzung erspart. Zum anderen eröffnet es ein weiteres Anwendungsfeld für Ultraschall im Produktionsprozess, der bisher zur generellen Verbesserung der Blasenverteilung in Brotteig während des Mischvorgangs führte.